9.5 带电粒子在电场中的运动（1）电势差 等分法求电场 课件-2022-2023学年高二上学期物理沪科版（2020）必修第三册

高中物理 必修三 第九章 静电场 第五节 带电粒子在电场中的运动（1） 电势差 等分法求电场 一层楼大约多高？ 3m 楼层高度和其所在的楼层有关系吗？ 无关 某一点的高度是相对高度 任何楼层的高度差是绝对高度 电势也是个相对值 需要规定无穷远处是零电势能点 那A、B两点的电势的差值是否有和高度差一样的性质呢？ A B 说明A、B两点电势的差值和零电势点选取无关！ Eq A C +q E B x1 x2 Eq A C +q E B x1 x2 注意下标顺序 定义： 一、电势差 电场中两点间电势之差称为电势差 设电场中 A 点的电势为 φA，B 点的电势为 φA 先A后B两点间的电势差用符号 UAB 表示 先B后A两点间的电势差用符号 UBA 表示 单位： 在国际单位制中电势差的单位也是伏特，简称伏，用符号 V 表示。 注意下标顺序 5 一、电势差 电势差也叫做电压 可以把电路理解为一种特殊的电场 6 一、电势差 电势差是标量 若 它的正负表示什么呢？ 7 二、电势差与电场力做功之间的关系 Eq A +q E 在电场强度为E的匀强电场中，沿电场线方向有A、B两点，电势分别为φA和φB，距离为x。求电荷量分别为+q的试探电荷从A点移动到B点电场力做的功。 B UAB φA φB 功能关系 x 8 二、电势差与电场力做功之间的关系 Eq A +q E 在电场强度为E的匀强电场中，沿电场线方向有A、B两点，电势分别为φA和φB，距离为x。求电荷量分别为+q的试探电荷从A点移动到B点电场力做的功。 B UAB φA φB 功能关系 x = 功和电势差的关系 虽然是从匀强电场中推导出，但是仍然适用于非匀强电场 9 二、电势差与电场力做功之间的关系 我们将表达式稍许变形可以得到电势差的另一种表达式 A、B两点间的电势差等于将电荷q从电场中A点移动到B点静电力所做的功WAB与电荷量q之比。 因为电场力属于保守力 电场力做功和路径无关 电势差和路径无关 由于通过比值定义法得到电势差的表达式，可以发现电势差和检验电荷也无关 注意下标顺序 注意带入正负 10 示例1 在匀强电场中把电荷量为2.0×10-9C的点电荷从A点移动到B点，静电力做的功为1.6×10-7J。再把这个电荷从B点移动到C点，静电力做的功为-4.0×10-7J。 (1)A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大? 解： 11 示例1 在匀强电场中把电荷量为2.0×10-9C的点电荷从A点移动到B点，静电力做的功为1.6×10-7J。再把这个电荷从B点移动到C点，静电力做的功为-4.0×10-7J。 (2)把电荷量为-1.5×10-9C的点电荷从A点移动到C点，静电力做的功是多少? 大家能定性画出电场分布的示意图 标出A、B、C三点可能的位置。 解： A B C A C B 12 三、电势差与电场强度之间的关系 Eq A +q E 在电场强度为E的匀强电场中，沿电场线方向有A、B两点，电势分别为φA和φB，距离为x。求电荷量分别为+q的试探电荷从A点移动到B点电场力做的功。 B UAB φA φB 功能关系 x = 功和电势差的关系 = 功的定义式 若是匀强电场 13 三、电势差与电场强度之间的关系 仅适用于匀强电场 若是非匀强电场，此式子还成立吗？ A B 若是匀强电场不在同一条电场线的两点，此式子还成立吗？ x l 距离应指沿电场线方向的距离 14 三、电势差与电场强度之间的关系 将公式稍许变形可以得到 可以推导出单位 如何证明 此式子有没有特殊的物理含义？ 等势线越密的地方电场强度越大 15 三、电势差与电场强度之间的关系 斜率 电场强度描述的是电势随空间位置变化的快慢 电场强度是电势对空间位置的变化率。 A B1 x B2 B3 B4 所有的B点在等势面上 电势沿着电场强度的方向降落最快 16 示例2 在匀强电场（电场线未知）中有直角三角形A、B、C三点，电势分别为20V、40V和50V，求电场线方向和电场强度的大小。 找出等势面 解： A B C 1m 1.5m 找出等势点 匀强电场的电场线和等势面相互垂直 电场线由高电势指向低电势 E 等分法 17 课堂小结 电势差 电势差和电场力做功之间的关系 电势差和电场强度之间的关系 电场中两点间电势之差称为电势差 注意下标顺序 注意带入正负 完成作业9 课堂作业 $